硒对蛹虫草营养成分及活性成分的影响

硒对蛹虫草营养成分及活性成分的影响 硒对蛹虫草营养成分及活性成分的影响 第23卷 V01.23 第1期 NO.1 微量元素与健康研究 StudiesofTraceElementsandHealth 2006年1月 Jan.2006 硒对蛹虫草营养成分及活性成分的影响 胡昆,钟鸣,刘玉东,姜明兰 沈阳110161) (沈阳农业大学辽宁省农业生物技术重点实验室, 摘要:以施加不同浓度亚硒酸钠的培养基来栽培出的蛹虫草子实体为对象.研究了硒对蛹虫草中主要营养成 分蛋白质,氨基酸度其主要活性成分虫草酸,虫草多糖,腺苷含量的影响,并进一步探究硒对蛹虫草蛋白分布 的影响.结果表明,硒可以提高蛹虫草子实体中蛋白质,虫草酸,虫草多糖和氨基酸的含量,硒对蛹虫草中腺 苷的含量无影响.硒并不改变蛹虫草蛋白质的分布,硒在蛋白质中是以取代硫的形式而存在的. 关键词:蛹虫草;硒;营养成分;活性成分;影响 中图分类号:0613.52文献标识码:A文章编号:1005—5320(2006)01—0006—03 EffectofSeleniumonthenutritionalandactivecomponentsofCordycepsmilitaris HUKun,ZHONGMing,LIUYu—dong,JIANGMing—lan (ShenyangAgricultureUniversity.BiologicalTechniqueCenterofShenyangAgricultureU niversity,Shenyang110161,China) Abstract:Theeffect0fseleniumonthenutritionalcomponentsofCordycepsmilitaris(CM)s uchasproteins,aminoacidsandonthe activecomponentssuchaSCordycepicacid,Polysaccharide.andadenosinewasstudiedusin gCMwhichwasobtainedbycultibatingCMin thesubstrateaddeddifferentContentofNa2Se03astestedsamples.Theresultsshowedthatth econtentsofproteins,Cordycepicacid, Polysaccharideandam[1loacidsofCMcanbeadvaneedbyselenium.Seleniumhasnoteffect onadenosineof.CM.Moreover,selenium hardlychangedthedistributionofproteinsinCM.SulphurwasreplacedbySeleniuminprotei nofCM. KeyWords:Cordycepsmilitaris;Selenium;activeandnutritionalcomponents;effeCt 硒是人和动物所必需的微量元素…,是谷胱甘 肽过氧化物酶的组成成分.人体的硒主要来源于食 物,研究表明,一些食用菌可以使无机硒通过菌丝体 吸收,转化,富集于子实体中E21,成为对人类较为理 想的补硒食品.蛹虫草(Cordycepsmilitaris)是我 国珍贵的中草药,是一种药食两用菌.它除了含有 大量人体必需的蛋白质,氨基酸,矿物质和维生素 外J,还含有虫草多糖,虫草酸,腺苷等具有特殊功 能和作用的活性成分.虫草多糖可以增强肌体免疫 力,抗癌抗肿瘤.虫草酸有利尿脱水,镇咳,祛痰和 平喘之功效.而腺苷具有舒张血管,降低血压,减慢 心率,抑制血小板凝集等多种生理活性.因此本实 验以蛹虫草为研究对象,分析了硒对蛹虫草营养成 分及活性成分含量和分布的影响,以期获得更为优 质的蛹虫草. 材料与方法 1供试蛹虫草样品的来源及处理 收稿日期:2005—1O一08 作者简介:胡昆(1981),女,生物化学与分子生物学专业在 读硕士研究生. ? 6? 1.1供试菌种 由沈阳农业大学蛹虫草栽培基地提供. 1.2栽培方法 取干净的罐头瓶,每瓶加入25g大米和25ml 不同浓度的亚硒酸钠溶液,用聚乙烯膜将瓶口封好, 高压灭菌,接种,接种后在温度为22?.湿度为75% 的条件下进行培养.这样,通过添加不同浓度的亚 硒酸钠来使蛹虫草在生长过程中对无机硒盐的吸 收,富集然后转化为含有有机态硒的蛹虫草子实体. 培养基中硒加入量见表1. 2方法 2.1硒的测定DAN荧光法(GB/T12399). 2,2总蛋白含量的测定微量凯氏定氮法_4J. 2.3虫草酸(D一甘露醇)含量的测定称取60? 恒温干燥的蛹虫草粉末0.1g,分别用蒸馏水100ml 回流2h后,趁热过滤,用蒸馏水清洗药渣,将滤液 体积定容为100ml,然后采用分光光度法l5J测定蛹 虫草中虫草酸的含量. 2.4虫草多糖含量的测定精确称取0.1g蛹虫草粉 末,分别加入200ml蒸馏水,在沸水浴上煮沸1h,采用 苯酚一硫酸法[6]测定蛹虫草中多糖的含量. 第23卷 V01.23 第1期 NO.1 微量元素与健康研究 Studie8ofTraceElementsandHealth 2006年1月 Jan.2006 2.5腺苷含量的测定分别称取0.5g蛹虫草粉 末样品,加水10ml,沸水浴中回流1h,浓缩成1.5 ml.从中取出20l点样于0.5%CMC硅胶板上, 用氯仿一乙酸乙酯一异丙醇一水(8:2:6:0.5)混合 液进行展层,然后通过薄层紫外分光光度法【]测定 腺苷的含量. 2.6电泳样品的制备分别称取0.5g蛹虫草粉末, 加入5ml的蒸馏水,在冰浴中用超声波细胞粉碎仪 破碎细胞,每次处理5s,间隔7s,共处理12min,在 4?条件下离心(6000r/min)20min,其上清液即为 PAGE电泳样品.将此上清液溶解在等体积的样品 溶解液中,制备出SDS—PAGE电泳样品. 2.7电泳,染色及切胶PAGE电泳和SDS— PAGE电泳都采用10%的分离胶,3.75%的浓缩 胶,每孔点样200pl.PAGE电泳结束后采用考马 斯亮蓝R250溶液染色,SDS—PAGE电泳采用银染 色法.然后从凝胶的点样孔端到末端平均分成8个 区段,分别进行切割收集并测定硒含量.电泳条件 见文献[8]. 2.8氨基酸分析6mol/LHC1溶液,ll0?水解22 h,氨基酸分析仪测定. 结果与分析 1外施亚硒酸钠对蛹虫草子实体中有机硒含量的 影响 由表1可见,当培养基中的硒加入量小于8 mg:/kg时子实体中的硒含量与培养基中硒加入量 成正相关,而当培养基中的硒加入量为9.6mg/kg 时子实体中的硒含量有下降的趋势.这说明在培养 基中的最佳加硒量为8mg/kg. 2硒对各成分含量的影响 由表1可见,外施亚硒酸钠的蛹虫草子实体中 蛋白质含量,虫草酸含量和多糖含量均高于普通蛹 虫草.这说明硒影响了蛹虫草子实体中这些物质的 代谢,促进了它们的合成.然而它们增加的趋势却 各不相同. 2.1硒对蛋白质含量的影响随着外源施加的亚 硒酸钠的浓度的增加,蛹虫草中的蛋白质含量表现 为先增加后降低.即在培养基中硒加入量低于6.4 mg/kg时,蛋白质含景显着提高,但当培养基中硒 加入量从6.4mg/kg增加到9.6mg/kg时,富硒蛹 虫草子实体中的蛋白含量反而下降了,这一趋势与 赵镭J在富硒灵芝中的研究结果一致. 2.2硒对虫草酸(D一甘露醇)含量的影响甘 露醇是蛹虫草的质控指标.在培养基中硒加入量低 于4.8mg/kg时,蛹虫草子实体中的虫草酸含量明 显提高.当培养基中硒加入量为4.8mg/kg时,其 虫草酸含量是对照普通蛹虫草中虫草酸含量的 1.31倍,当培养基中硒加入量高于4.8mg/kg时, 虫草酸含量虽有下降的趋势,但其含量仍高于对照 普通蛹虫草. 2.3硒对虫草多糖含量的影响虫草多糖是蛹虫 草的有效成分之一,从表1可见随着培养基中硒加 入量的增加,富硒蛹虫草中多糖的含量持续增加. 当培养基中硒加入量为9.6mg/kg时,虫草多糖的 含量为9.502%,稍微有下降的趋势. 2.4硒对腺苷含量的影响腺苷作为蛹虫草的主 要活性成分之一,是蛹虫草子实体质量分析的重要 指标之一.测定结果表明,硒不会影响腺苷含量的 变化. 3硒对蛹虫草蛋白分布的影响 采用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对各处理蛹虫草 的蛋白组分分离结果见图谱(图谱略).从图谱中可 以明显看到硒并不会影响到蛹虫草中蛋白质的分 布,但从条带的深浅可见,处理编号为l6的富硒蛹 虫草蛋白条带最深,这与前所述的当培养基中的硒 浓度为6.4mg/kg(即编号为16)时,蛋白质的含量 为最高相符合. 此外,对含硒量最高的20号富硒蛹虫草样品进行 PAGE电泳,将电泳条带平均切割成8段,分别测定硒 含量(见表2).结果表明,第4个区段中的硒含量最高. ?1? 第23卷 V01.23 第1期 NO.1 微量元素与健康研究 Studie8ofTraceElementsandHealth 2006年1月 Jan.2006 表2硒在凝胶电泳中的分布 寝3膏硒蛹虫草子实体中氨基酸的百分含量(%) 氨基酸普通蛹虫草富硒蛹虫草氨基酸普通蛹虫草富硒蛹虫草 Asp7.477.66Met1.201.19 Thr6.005.96lie2.402.65 Set6.006.36Leu3.554.02 Glu15.8112.46Tyr7.587.69 Gly4.085.08Phe7.128.35 Ala7.156.51Lys4.984.90 Cys8.499.63His1.541.60 Val7.297.49Arg4.523.91 为进一步深入研究,又将20号样品采用SDS— PAGE电泳技术(图略),将电泳条带按分子量段平 均切割成8段.分别测定硒含量(表2),结果表明, 每个区段中的蛋白或多肽分别结合了不同程度的 硒,但硒主要分布在区段4和区段7,8两个区域内. 由于硒与硫在元素周期表中处于同一主族,性 质有相似之处,硒往往取代硫而存在.因此蛹虫草 中的硒蛋白往往是通过一SeH或Se—Se键连接而 成的,具有二级结构.故从非变性的PAGE电泳中 测出硒的含量主要集中在区段4;在SDS—PAGE 电泳中,由于SDS是很强的二硫键破坏键,故SDS 可以破坏硒蛋白的二级结构,被解离成分子量较小 的肽链,因此硒主要分布在分子量较小不超过 20KD的7,8区域中,另外还有一小部分未被破坏 二级结构的硒蛋白则仍然存在区段4中. 4富硒蛹虫草子实体中氨基酸的分析 将硒含量为66.957g/g的蛹虫草子实体和普 通蛹虫草子实体同时进行氨基酸分析.见表3. 由表3可知,富硒蛹虫草中含有16种氨基酸 ? 8? (色氨酸和脯氨酸因水解被破坏无法测出),其中人 体必需氨基酸Asp,Val,Leu,Phe,His百分含量显着 提高. 讨论 研究结果表明,硒可以明显的提高其子实体中 蛋白质,虫草酸和虫草多糖的含量,说明硒影响了蛹 虫草子实体中这些物质的代谢,促进了它们的合成. 而且硒并不影响其腺苷的含量,腺苷含量随硒浓度 的变化基本保持不变. 从两次电泳的切胶测硒结果来看,硒主要分布 在分子量较小不超过20KD的区域中,另外还有一 小部分未被破坏二级结构的硒蛋白则仍然存在于分 子量为40,50KD的区域中.这说明硒在蛋白质 中是以取代硫的形式而存在的. 综上所述,硒可以明显的增加蛹虫草子实体中 的主要营养,活性成分的含量,进而提高了蛹虫草本 身的营养和药理保健价值.因此进一步深入研究富 硒蛹虫草对提升我国传统食药用真菌蛹虫草的生物 活性有着重要的意义,同时也为富硒蛹虫草产品开 拓了一片广阔的前景. 参考文献: [1]RotruckJT,PopeAL,GantherHE,eta1.Selenium~. Biochemicalroleasacomponentofglutathioneperoxidase [J].Science,1973,179:588—590. [2]尚德静,王关林.4种食用茼富硒能力的比较研究[J].食 用茼,1999,6(3):17—20+ [3]焦彦朝.梁宗琦,刘爱英,等.虫草生物活性物质研究概 况[J].贵州农业科学,1990.5(3):53—58. [4]王宪泽.生物化学实验技术原理和方法[M].北京:中 国农业出版社,2002.8. [5]葛新,白晓红.李云兰.分光光度法测定蜗草D一甘 露醇的含量[J].山西医科大学,2001,32(4):317— 318. [6]DuboisM,GiliesKA,HamilTonJK,Colometrlcmethod fordeterminationofsugarsandrelatedsubstances[J]. Annua1.chem.1996,28(3):350—356. [7]毛丽珍.虫草一中华束丝孢中腺苷的含量测定[J].中 草药.1993,24(9):467—468. [8]李建武,余瑞元,陈丽蓉,等.生物化学实验原理和方法 [M].北京:北京大学出版社,2002.7. 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